中国采煤方法的发展

中国采煤方法的发展

建国初始，绝大多数煤矿设施极其简陋，采煤方法沿袭旧中国的穿硐式和高落试方法。生产条件恶劣，工人从事极其笨重的体力劳动；手镐落煤，人推马拉运输，安全没有保障；资源回收率很低；巷道沿煤层布置，掘进和回采没有明显区别，没有形成功能齐全，系统完整的采区。

随后，推行了以壁式体系为主的采煤方法。到1952年国营煤矿长壁式为主的正规采煤法已占72.47%。第一个五年计划期间，继续进行采煤方法改革。1957年以长壁式为主的正规采煤方法已达到92.27%。采煤工艺主要是爆破落煤，人工装煤，少数煤矿也采用过深截深的框式联合采煤机和纯为掏槽用的截煤机。运输设备是小功率的刮板输送机。工作面采用木支架，主要用垮落法处理采空区。推行新采煤方法的结果，提高了煤炭回收率，减轻了体力劳动，生产安全性有了明显提高。这时的巷道布置，基本上是分煤层布置采区。巷道大部放在煤层中，梯形断面，木支架，留煤柱护巷。以区内沿走向后退式开采为基本模式。有统一规划先划分的采区，区分了掘进工作面与回采工作面。这种布置方式大体延续到50年代末。

由于煤层巷道，尤其是厚煤层巷道，维护困难；分煤层布置采区，生产分散，矿井生产系统复杂；为了简化系统，合理集中生产，减轻巷道维护的困难，于60年代初，以共用集中上（下）山为标志的联合布置采区应运而生，为了进一步生产集中，使同一区段上下层，错开距离同时生产，减少煤层平巷的维护长度和时间，也由于长距离多台小功率刮板输送机串联运煤，运输费用高，事故多影响生产等弊端，以共用集中上（下）山及共用区段集中平巷为标志的联合布置采区，也相继问世。在这方面，开采近距离煤层群的淮南和开矿区，做了开创性的工作。其后，尽管1964年开始使用浅截深滚筒式采煤机，配以较大功率可弯曲刮板机输送机，金属摩擦支柱和金属铰接顶梁；胶带输送机普通用到采区上（下）山和区段集中巷内；机械化采煤得到发展，工作面单产得到一

定的提高。采区巷道联合布置的模式不但没有削弱，反而不断完善成熟，并迅速得到推广。在全国各种类型煤层群条件下，采用了适合于本地区条件的采区巷道联合布置方式，形式多样，各呈异彩，积累了丰富经验，对改善当时的生产技术条件，实现集中生产起了很大作用，取得了很好的经济效果。

1974年我国开始引进使用综采设备。截至目前为止，十多年时间，通过引进，改造，自行设计制造，我国已具有适合于薄，中厚及厚煤层中应用的各种型号配套的综合机械化采煤设备。使用综合机械化采煤后，原来以炮采和机械化程度较低的普采为基础发展起来的联合布置采区，显得不能适应。首先，综采工作面单产高，1990年已有46个综采队年产超过百万t。一个采区安排一个综采面，生产就相当集中，没有必要的采区内安排好几个工作面保产；再者，可伸缩胶带输送机的使用，能够代替平巷长距离多台刮板机串联运煤，没有必要再布置通过联络巷道，将煤转载到区段集中巷复杂的运煤系统。区内复杂的巷道系统，对运送上千吨的综采设备及其配件也是相当困难的；第三，随着矿压显现规律逐渐被认识，锚杆和可缩性金属供形支架的采用，尤其应用并推广了无煤柱护巷的先进技术，维护煤层区段平巷已不像从前那样困难；第四，联合布置采区掘进大量岩石巷道，是煤矿生产中十分费时费力的工作，而综采工作面年推进度成倍增加，影响采掘正常衔接。因此，采区巷道布置及其有关参数不能适应综合机械化采煤的需要，迫使巷道布置必须改革，单层布置又得到新的发展。分层采高，工作面长度，采区尺寸相应加大。条件适宜时改变回采工作面推进方向，变走向长壁为倾斜长壁，合并采区加大尺寸，或冲破采区界限跨越采区上（下）山回采，增加工作面推进长度。再由于综采设备采高大，原来倾斜分层多分层，可以变为少分层或整层开采；在开采顺序上由于综采的应用也常有改变。综上所述，十年来在缓倾斜和近似水平煤层，在采用走向长壁，区内后退，联合布置，这个定型技术的基础上，又发展了多种布置方式。

应用综合机械化采煤工艺，必须使采掘运设备配套。不应掘进落后于采煤。运输落后于采掘。十余年来综采设备发展很快，各种类型液压支架，新型采煤

机，输送机等新设备不断出现，但综掘设备却发展缓慢，进尺所占比例很明显赶不上综采产煤量所占比例，七五期间（1986~1990年）后者大约是前者的5倍。目前辅助运输系统不能适应综采的需要。单轨吊，卡轨车，齿轨车等辅助运输设备的应用，还处于试验阶段。当前辅助运输已成为进一步发展综采的障碍。解决辅助运输问题，是当务之急。辅助运输系统改革，巷道布置也须与之相适应。

无煤柱护巷是一项先进的煤矿开采技术。60年代以来，无煤柱护巷技术在苏联，英国，德国等许多主要产煤国家应用。我国在此期间也进行了试验，推广。根据矿压观测资料表明，沿已采区段边缘布置煤层平巷处于应力降低区，有利于巷道维护。生产实践也表明，将巷道布置在已采取边缘是成功的，获得良好效果。80年代以来，这项技术得到很大发展，在阳泉，开滦，平顶山，铜川，舒兰，枣庄等四十多个矿区得到应用。尤其是石山，鹤岗，肥城，枣庄等矿区在厚煤层分层条件下，采用无煤柱护巷技术获得成功表明，我国完全掌握了这项技术。各矿的实践结果证明，采区内用无煤柱护巷，回采率可提高10%以上。此外，有利于消除或减少因煤柱引起的灾害，如冲击地压。煤和沼气突出，自然发火等。综合机械化采煤配以无煤柱护巷，有可能引起开采顺序的改变，跳采和往复式开采都有可能应用。总之，无煤柱护巷是壁式体系采煤法中的一项先进开采技术，也是完善采区巷道布置方式的一项行之有效的措施。

无论哪种采煤工艺，哪种巷道布置，特别是机械化采煤，生产集中后，在采区适当位置设置一定容量的煤仓是十分必要的。这对工作面和采区的稳产，高产起着重要作用。

从上述可知，四十多年来我过采区巷道布置大致经历了三个阶段。第一阶段是50年代至60年代初。采区巷道主要沿煤层布置，分煤层布置采区；第二阶段是60年代初至70年代中，采区巷道联合布置应用和推广和完善阶段。将邻近的几个煤层组合在一个采区内，相应地安排共用集中上（下）山或盘区石门，并进一步布置集中平巷，为区段内几个煤（分）层服务，实现合理集中生

产；第三阶段是70年代中期至目前，由于综机采煤的发展，形成了以布置煤层平巷为主的新的单层布置与采区（区段）联合布置并存的时期。这三个阶段，对当时的生产都取得了很好的效果，积累了很多经验。

巷道布置的改革和发展，使掘进率指标也有了明显的改善。1975年统配煤矿生产掘进率为199。16m /万t，开拓掘进率为24.29m /万t，到1990年已分别降到145.95 m/万 t，19.30 m/万t，分别下降了35.77%，25.85%。

我国煤炭资源分布地域辽阔，地质条件从简单到复杂多种多样，煤矿井型大小不同，技术经济条件不一，所以，我国采煤工艺和装备必定呈多层次发展，多种工艺并存。

发展煤炭工业的根本出路在于机械化。我国机械化采煤经历引进，消化，创新，不断探索发展的道路。近15年来，随着综采应用范围的扩大和液压支柱机采的迅速推广，统配煤矿采煤机械化程度迅速提高，1990年已达到65.10%，比1975年的27.78%提高了37.32%；其中综采达到35.47%，比1975年的3.2%提高了32.27%。

全国地方国营煤矿采煤机械化也有了一定发展。采煤机械化的发展从根本上改变了煤矿的生产技术面貌。

现在的普通机械化采煤是在60年代中期制造的64型浅截深滚筒采煤机，随后制造的MBJ-1刨煤机和研制了实现整体移设可弯曲刮板运输机，以及发展了金属摩擦支柱和铰接顶梁的基础上形成的，在缓斜中厚煤层，薄煤层及厚煤层分层工作面逐步得到推广。随后在70年代，加大了采煤机和刮板运输机的功率，但由于所采用的金属摩擦支柱初撑力小，支，回柱劳动强度大，且安全性能教差，工作面产量和工效长期停歇不前，如1975年全国统配每矿有333个普采工作面，平均单产12006t，1980年有431个普采面，平均单产12186t，平均工效4.649t/工；1989年有普采面137个，平均单产11320t，平均工效5.071t/工。70年代中期我国研制成功单体液压支柱与金属铰接顶梁，DY-100型采煤机，SGW-40型刮板运输机配套，形成了新的第二代普采配套设备，俗称高档普采